智慧電廠建設(shè)與智能發(fā)電技術(shù)探討

導(dǎo)語：智慧電廠建設(shè)與智能發(fā)電技術(shù)探討一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：在現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)支持下，行業(yè)領(lǐng)域競爭日益激烈。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能技術(shù)的發(fā)展，對于智慧型電廠建設(shè)需求逐漸提升。智慧型電廠建設(shè)，能滿足現(xiàn)代化發(fā)展需求，深入挖掘電力企業(yè)資源潛力，提升運(yùn)營效率。文章圍繞智慧電廠、智能發(fā)電技術(shù)展開討論，僅供參考。

關(guān)鍵詞：智慧電廠建設(shè)；智能發(fā)電；技術(shù)應(yīng)用

經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，行業(yè)市場活力與競爭力逐漸提升，因此需要持續(xù)降低生產(chǎn)成本，維護(hù)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)的長久發(fā)展。社會(huì)生產(chǎn)與生活的電力需求量提升，新能源、清潔能源不斷發(fā)展，電氣企業(yè)需要轉(zhuǎn)變現(xiàn)有管理模式，通過創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)發(fā)展。同時(shí)注重創(chuàng)新管理體制，帶動(dòng)技術(shù)進(jìn)步發(fā)展，全面提升生產(chǎn)運(yùn)營效率，使企業(yè)生產(chǎn)成本降低，加強(qiáng)市場競爭實(shí)力。在現(xiàn)代背景下，大量建設(shè)智慧型電廠可以滿足電力企業(yè)發(fā)展需求，同時(shí)注重管理模式創(chuàng)新。

1智慧電廠內(nèi)涵與意義

智慧電廠基于數(shù)字化電廠發(fā)展，合理應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，例如物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)技術(shù)等，智能化調(diào)度和管理電廠生產(chǎn)運(yùn)營。在規(guī)劃設(shè)計(jì)期間，需要注重電廠信號、信息內(nèi)容數(shù)字化，通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)交換數(shù)字化信息，實(shí)時(shí)共享跨平臺信息。通過專家系統(tǒng)，處理電廠運(yùn)營問題，同時(shí)注重管理決策優(yōu)化。智慧電廠注重研究工作對象、物理對象，基于電廠全生命周期發(fā)展，量化、分析和控制電廠信息，使電廠發(fā)電成本降低，全面提升電網(wǎng)電量，降低設(shè)備故障安全隱患。電廠運(yùn)營過程中，實(shí)現(xiàn)安全化管理、節(jié)能增效的目標(biāo)。通過建設(shè)智慧電廠，可以確保電廠運(yùn)行安全與穩(wěn)定，將數(shù)字化信號作為載體，借助網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、云平臺、計(jì)算機(jī)、信息技術(shù)，對人力資源配置予以優(yōu)化，全面提升生產(chǎn)效率，使投資成本、運(yùn)營成本、維護(hù)成本降低，提升電力企業(yè)生產(chǎn)管理的信息化與智能化水平，進(jìn)一步增加企業(yè)發(fā)電效益。

2智慧電廠建設(shè)方案

2.1企業(yè)私有云平臺

企業(yè)建立私有云平臺，可以高度集成智慧電廠各項(xiàng)硬件設(shè)備，例如無線網(wǎng)絡(luò)、存儲器、客戶機(jī)、服務(wù)器等，集中化規(guī)劃與部署企業(yè)生產(chǎn)管控、網(wǎng)絡(luò)信息、信息管理等。某地區(qū)電力企業(yè)監(jiān)理私有云平臺，統(tǒng)一部署檔案管理、信息系統(tǒng)、門戶網(wǎng)絡(luò)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、移動(dòng)辦公系統(tǒng)，將企業(yè)信息管理子網(wǎng)與總集團(tuán)網(wǎng)絡(luò)連接在一起，同時(shí)設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)出口。優(yōu)化配置防火墻，全面強(qiáng)化安全防護(hù)。建立企業(yè)私有云控制平臺，建立雙物理網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)，將其作為電廠生產(chǎn)管控網(wǎng)、信息管理網(wǎng)。采用廠級管控層，可以將信息推送至信息管理層，實(shí)時(shí)共享信息數(shù)據(jù)，圖1為網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。同時(shí)，企業(yè)注重規(guī)劃和設(shè)計(jì)云平臺主機(jī)系統(tǒng)、無線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)安全、主機(jī)配置等。在信息技術(shù)支持下，建立私有云平臺可應(yīng)用虛擬技術(shù)。長期以來，電廠均為“煙囪式”孤島架構(gòu)，不能滿足數(shù)據(jù)增長需求，因此必須建設(shè)信息資源平臺，不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用不同的管理架構(gòu)、數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器。孤島架構(gòu)降低了IT資源應(yīng)用率，且維護(hù)成本與管理成本低，無法滿足電廠智慧部署需求。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以改善“煙囪式”部署的不足。利用虛擬技術(shù)，建設(shè)共享資源池，可以統(tǒng)一調(diào)度和管理信息化資源，全面提升資源池利用率，例如網(wǎng)絡(luò)資源、存儲資源、服務(wù)器等。利用云計(jì)算技術(shù)的IRF技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備虛擬化，簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同時(shí)提供云計(jì)算所需帶寬，維護(hù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)用性與可靠性。

2.2建立數(shù)據(jù)集成平臺

智慧型電廠運(yùn)營期間，注重建立數(shù)據(jù)管理平臺，對電廠設(shè)計(jì)、調(diào)試、采購與運(yùn)維進(jìn)行整合，尤其是各環(huán)節(jié)資料、文件、數(shù)據(jù)等，屬于企業(yè)工程數(shù)據(jù)管理庫，可以整合、共享、存儲工程信息，屬于重要載體。一般來說，數(shù)據(jù)集成平臺涉及到工程信息檢索、數(shù)據(jù)管理、電子檔案維修、流程管理、資產(chǎn)可視化、生產(chǎn)可視化等。在數(shù)據(jù)集成平臺上，數(shù)字化移交屬于重要內(nèi)容，能夠?yàn)閿?shù)據(jù)平臺建設(shè)奠定基礎(chǔ)。不同單位應(yīng)做好協(xié)同工作。數(shù)據(jù)平臺通過統(tǒng)一標(biāo)識編碼格式，將不同數(shù)據(jù)連接在一起，以三維數(shù)字模型、CAD圖紙、Office文檔方式提交，但是卻無法通過電子文件方式提交，必須提交紙質(zhì)版文件，通過數(shù)據(jù)集成管理平臺，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化錄入和集成，發(fā)送至生產(chǎn)信息管控平臺。所以，數(shù)據(jù)管理平臺將數(shù)據(jù)作為核心可以準(zhǔn)確抓取對象，在建立關(guān)系圖示的同時(shí)做好導(dǎo)航。圖2為某電廠設(shè)備與文檔關(guān)聯(lián)圖。

2.3建立生產(chǎn)信息管控平臺

某電力企業(yè)注重分析管理需求，提出科學(xué)化解決策略，同時(shí)對企業(yè)信息化管理狀態(tài)、建設(shè)需求予以分析，建立管控一體化業(yè)務(wù)平臺，高度協(xié)調(diào)和統(tǒng)一企業(yè)業(yè)務(wù)關(guān)系，對物流、控制流、信息流、資金流進(jìn)行控制，確保信息清晰化顯示。在建設(shè)期間，注重基建與生產(chǎn)一體化建設(shè)，可以實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)資產(chǎn)價(jià)值一體化、知識一體化，為電力企業(yè)業(yè)務(wù)過渡提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。利用管理信息系統(tǒng)、監(jiān)控信息系統(tǒng)一體化，可以使監(jiān)控信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)為管理業(yè)務(wù)提供數(shù)據(jù)支持，同時(shí)掌握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，對設(shè)備可靠性予以分析，了解設(shè)備實(shí)時(shí)狀態(tài)，全面加強(qiáng)可靠性。同時(shí)，電力企業(yè)建立預(yù)算/業(yè)務(wù)一體化、財(cái)務(wù)/業(yè)務(wù)一體化系統(tǒng)，全面促進(jìn)電廠發(fā)展壯大。

2.4建立智能化獨(dú)立子系統(tǒng)

現(xiàn)階段，某電廠建立獨(dú)立子系統(tǒng)，涉及綜合管控系統(tǒng)、燃料智能化管理系統(tǒng)。對于燃料智能化管理系統(tǒng)，必須全方位管理燃料，基于電廠燃料管理需求，做好總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)融合信息化、智能化理念，將條碼技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)融入到燃料管理中，以此提升電廠燃料管理新高度，以智能化方式管理燃料全過程。電廠智能管控系統(tǒng)，需要通過智慧小區(qū)、智慧城市理念，充分發(fā)揮信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)支持，利用協(xié)議轉(zhuǎn)化、信息集成、數(shù)據(jù)接口方式，將火災(zāi)消防報(bào)警系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)與數(shù)據(jù)平臺連接在一起，以此實(shí)現(xiàn)不同子系統(tǒng)設(shè)備聯(lián)動(dòng)、信息共享，確保電廠管理的便利性、高效性、安全性。針對用戶異常行為，可以及時(shí)診斷用能異常，分析費(fèi)用聯(lián)動(dòng)。通過用能全域數(shù)據(jù)模型，監(jiān)控能源消費(fèi)，同時(shí)分析能源損耗。

2.5多表合一業(yè)務(wù)模式

為了確保互聯(lián)網(wǎng)+公共服務(wù)應(yīng)用，電力企業(yè)需要應(yīng)用電量采集、電費(fèi)繳納渠道，推廣聯(lián)合抄收服務(wù)，例如氣、水、電、熱等，以此促進(jìn)公共服務(wù)發(fā)展。第一，實(shí)行聯(lián)合抄收機(jī)制，可以合并不同業(yè)務(wù)賬單，為用戶提供統(tǒng)一查詢與繳費(fèi)服務(wù)。第二，注重和繳費(fèi)機(jī)構(gòu)合作，通過代收、坐收、代扣方式為用戶提供便捷式服務(wù)。注重發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢，采用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)軟件包接口，加強(qiáng)與用戶互動(dòng)交流，以此提供統(tǒng)一接口服務(wù)。注重與不同系統(tǒng)的交互，采用電子郵件、短信等方式獲取和掌握賬單信息。采用周期性結(jié)算方式提供不同項(xiàng)目的費(fèi)用詳情。用戶可以通過電力營業(yè)廳繳納不同生活費(fèi)用，也可以通過移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)繳費(fèi)。這種互聯(lián)互通的服務(wù)方式，可以使生活用能精細(xì)化、便捷化。

2.6建立實(shí)名制管理系統(tǒng)

電廠門禁系統(tǒng)需要應(yīng)用人臉識別進(jìn)出場的方式。施工人員采用設(shè)備掃描人臉進(jìn)出，通過通道控制器將進(jìn)出信息反饋至平臺。在不同門禁區(qū)域均需要設(shè)置互聯(lián)網(wǎng)，利用外網(wǎng)方式將數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶蠖朔?wù)器。當(dāng)區(qū)域無法覆蓋網(wǎng)絡(luò)時(shí)，設(shè)置4G流量卡與路由器，保證數(shù)據(jù)傳輸正確性。注重采集進(jìn)出人員身份信息，避免閑雜人員進(jìn)入廠內(nèi)。注重記錄和存儲出入信息，管理人員考勤，統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)出數(shù)據(jù)，建立實(shí)名制管理平臺。

2.7工地大屏系統(tǒng)

針對室外點(diǎn)陣屏系統(tǒng)，需要關(guān)聯(lián)管理信息系統(tǒng)接口，通過大屏系統(tǒng)，顯示出管理信息系統(tǒng)安全實(shí)施、違章數(shù)據(jù)。在現(xiàn)場數(shù)據(jù)展示平臺中，將不同來源的數(shù)據(jù)整合在一起，多維度統(tǒng)計(jì)分析工地?cái)?shù)據(jù)信息，通過可視化方式展示，確保管理決策科學(xué)化。數(shù)據(jù)展示平臺，必須以工程項(xiàng)目為主，包括項(xiàng)目關(guān)鍵信息、數(shù)據(jù)平臺首頁、進(jìn)度管控、資源管理、質(zhì)量管理等。

3智慧電廠智能發(fā)電技術(shù)要點(diǎn)

3.1控制策略和控制算法

智慧電廠涉及到較多的控制對象，系統(tǒng)復(fù)雜度高，且外部條件持續(xù)變化。為了響應(yīng)國家節(jié)能發(fā)展目標(biāo)，對于控制系統(tǒng)控制要求持續(xù)提升。通過傳統(tǒng)控制策略與算法，無法滿足發(fā)電控制、節(jié)能指標(biāo)需求。在智能控制系統(tǒng)中，融入智能控制技術(shù)、控制算法、機(jī)器人技術(shù)、設(shè)備管理技術(shù)，同時(shí)制定節(jié)能優(yōu)化控制方案，以此提升智慧發(fā)電水平。實(shí)施控制與優(yōu)化算法，涉及到預(yù)測控制、內(nèi)模控制、自抗擾控制、魯棒控制等。同時(shí)涉及機(jī)器深度學(xué)習(xí)、多目標(biāo)尋優(yōu)算法，對算法功能進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化。

3.2溫度控制技術(shù)應(yīng)用

在智慧電廠智能發(fā)電過程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)控制溫度參數(shù)。在電廠運(yùn)營期間，必須高度重視鍋爐溫度檢測。電廠智能控制，通過自動(dòng)化方式監(jiān)控鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，確保熱量管控的有效性，以免引發(fā)故障問題。電廠控制系統(tǒng)，可以優(yōu)化調(diào)整生產(chǎn)溫度的慣性時(shí)間、滯后時(shí)間，確保溫度與環(huán)境的融合度。在電廠鍋爐燃燒中，合理應(yīng)用智能控制技術(shù)，優(yōu)化配置能源資源，全面提升能源應(yīng)用效率。然而，電廠鍋爐燃燒的影響因素較多，技術(shù)人員必須密切監(jiān)測溫度。在管控溫度參數(shù)時(shí)，可能會(huì)危害人員安全。因此，將模糊控制技術(shù)應(yīng)用到溫度控制中，對爐膛輻射予以分析，可以確保生產(chǎn)溫度把控效果，維護(hù)人員與系統(tǒng)安全。

3.3注重設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)警

合理應(yīng)用現(xiàn)場總線技術(shù)，控制設(shè)備將狀態(tài)信息發(fā)送至控制系統(tǒng)，通過智能控制系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)優(yōu)劣。當(dāng)設(shè)備參數(shù)達(dá)到閾值時(shí)，可以向運(yùn)行人員發(fā)出警報(bào)，診斷分析故障成因。通過深度自學(xué)技術(shù)，可以智能檢測設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行隱患。利用數(shù)據(jù)分析方式，準(zhǔn)確定位安全隱患，確保檢修人員及時(shí)處理干預(yù)。通過設(shè)備狀態(tài)檢測與預(yù)警，也能夠?yàn)楣芾韺犹峁Q策依據(jù)。

4結(jié)束語

綜上所述，在本文研究中，提出科學(xué)化規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，電力工程開始進(jìn)入到實(shí)踐階段。建立聯(lián)合運(yùn)營模式，可以確保生活服務(wù)費(fèi)用繳納便利性。我國注重建設(shè)和推廣公共服務(wù)“多表合一”模式，并且將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到政務(wù)服務(wù)、智慧能源等領(lǐng)域，深入踐行互聯(lián)網(wǎng)+戰(zhàn)略行動(dòng)。在未來發(fā)展中，我國將深化推廣“多表合一”抄收系統(tǒng)，通過應(yīng)用驗(yàn)證結(jié)果，優(yōu)化完善規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，以此支撐綜合能源服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]尹峰，陳波，蘇燁，等.智慧電廠與智能發(fā)電典型研究方向及關(guān)鍵技術(shù)綜述[J].浙江電力，2017，36（10）：1-6+26.

[2]熊遠(yuǎn)南.基于改進(jìn)灰色-多元回歸組合預(yù)測模型的燃煤電廠智慧水務(wù)研究[J].化工進(jìn)展，2020，39（S2）：393-400.

[3]沈志中，黃學(xué)文.基于大數(shù)據(jù)分析和先進(jìn)控制的智慧化電廠運(yùn)維中心的設(shè)想[J].中國設(shè)備工程，2020，18（19）：31-32.

[4]王麗.智慧建設(shè)雙星融合“加”“減”有度國華寧海電廠班組創(chuàng)新實(shí)踐提升管理品質(zhì)[J].班組天地，2020，20（8）：42-44.

[5]肖祥武，王豐，王曉輝，等.面向工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的智慧電廠仿生體系架構(gòu)及信息物理系統(tǒng)[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2020，35（23）：4898-4911.

[6]趙俊杰，馮樹臣，馬克，等.基于泛在電力物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧電廠安全管控一體化應(yīng)用[J].能源科技，2020，18（5）：1-6.

[7]余俊杰，楊涌新，劉勁.互動(dòng)的虛擬電廠智慧運(yùn)行優(yōu)化管理一體化平臺的應(yīng)用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020，27（9）：178-179.

作者：陳錄 齊全友 吳揚(yáng)揚(yáng) 趙玉國 張海翔 單位：內(nèi)蒙古國華呼倫貝爾發(fā)電有限公司 神華寶日希勒能源有限公司 北京國華電力有限責(zé)任公司